单桩竖向抗拔承载力设计计算规范的对比分析
抗拔桩和抗压桩静载试验及结果分析

抗拔桩和抗压桩静载试验及结果分析随着我国城市建设和施工技术的发展,各种高层建筑和大型地下工程迅猛发展,鉴于竖向承载和变形的要求,桩基础成为工程上首选的深基础形式。
近年对于桩基础中抗压桩的受力性能已有较多研究,而抗拔桩的受力性能更多的是参考抗压桩经验,文中通过理论知识及实验分析,对试桩分别进行单桩竖向抗压与抗拔静载试验,从而分析对比两种桩型的受力情况及其差异性,得出了不同的荷載作用机理。
成果可作设计施工参考。
标签:抗压桩;抗拔桩;载荷试验;受力性状;异同性建筑物基础中采用的抗拔桩和抗压桩虽然荷载传递过程相似,但荷载的作用方向则相反,抗压桩指向岩土体,抗拔桩背离岩土体,这就使得抗拔桩与抗压桩在承载力构成、参数取值和破坏性质等方面均存在差异。
相对于抗压桩,抗拔桩的研究尚不够深入。
迄今为止,抗拔桩设计方法仍处于借鉴抗压桩设计方法阶段,即引入一个经验抗拔系数进行设计,使得抗拔桩的理论研究远远落后于工程实践。
因此,研究抗压桩和抗拔桩的受力性状是十分重要的,剖析二者存在的差异性,才能更好地指导桩基设计和施工。
1、单桩竖向抗压静载试验单桩竖向静载试验是指将竖向荷载均匀的传至建筑物基桩上,通过实测单桩在不同荷载作用下的桩顶沉降,得到静载试验的曲线或等曲线,然后根据曲线推求单桩竖向抗压承载力特征值等参数。
目前,绝大多数静载试验是为工程验收提供依据,大多数为工程验收提供依据的静载试验,可按设计要求确定最大加载量,不进行破坏试验,即加载至预定最大试验荷载后终止加载。
目前大多数试验采用压重平台反力装置,将大于最大试验荷载的荷重在试验开始前一次性加上平台,试验时采用油压千斤顶分级加载,堆载则采用混凝土块作荷重,压重宜在检测前一次加足,并均匀稳固地放置于平台上,如图 1 所示。
试验加载采用慢速维持荷载法,即逐级加载,每级荷载达到稳定标准后施加下一级荷载,直至达到最大试验荷载,然后分级卸载至零,若桩身破坏则试验结束。
2、单桩竖向抗拔静载试验根据设计与规范要求,最大试验荷载3000kN,场地地基承载力较小,不满足反力条件,故需要在试验桩两侧各补1根反力桩,试验前需要进行主梁的刚度计算,确保满足最大试验荷载要求,加载方式为慢速法。
单桩竖向承载力国内外计算方法的差异比较

单桩竖向承载力国内外计算方法的差异比较李毅【摘要】文章主要根据国内常用的单桩承载力的计算方法和国外的单桩承载力计算方法进行单桩竖向承载力计算,并根据两个案例来比较计算结果,对比国内和国外的承载力计算基本机理、参数取值、安全系数的不同取法。
%According to the vertical bearing capacity calculation method of single pile often used in China and foreign calculation method of single pile bearing capacity,this paper conducted the single-pile vertical bearing capacity calculation,based on the calculation results of two cases,the basic theory of domestic and foreign bearing capacity calculation,parameter values and safe coefficient were compared in the paper.【期刊名称】《黑龙江水利科技》【年(卷),期】2016(044)009【总页数】5页(P17-20,29)【关键词】单桩承载力;竖向;计算方法;比较【作者】李毅【作者单位】中国电建集团国际工程有限公司,北京 10000【正文语种】中文【中图分类】TU473.11文章主要根据国内常用的的单桩承载力的计算方法和国外的单桩承载力计算方法进行单桩竖向承载力计算,并根据两个案例来比较计算结果,对比国内和国外的承载力计算基本机理、参数取值、安全系数的不同取法。
国内规范确定非嵌岩桩竖向极限承载力时有2种方法,①根据CPT值计算,CPT值又包括单桥的值和双桥的值;②根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定。
单桩竖向抗拔静荷载试验图文并茂

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学完本章后应掌握以下内容: (1)单桩竖向抗拔静荷载试验的内容; (2)抗拔桩的受力机理; (3)抗拔桩与抗压桩的异同分析; (4)抗拔桩的设计方法。 学习中应注意回答以下问题: (1)单桩竖向抗拔静荷载试验的目的和意义是什么?试验装置包括哪 些?试验方法怎样?试验成果有哪些?试验成果如何应用? (2)等截面抗拔桩的破坏形态有哪些?扩底抗拔桩的破坏形态有哪些? 扩底抗拔桩与等截面抗拔桩在受力机理上有哪些差异?抗拔承载力上有 哪些差异? (3)抗拔桩与抗压桩受力性状上有哪些差异?导致受力性状差异的机 理是什么? (4)桩的抗拔承载力主要受哪两方面因素的制约?抗拔桩如何进行设 计?
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5.2.5 单桩轴向抗拔极限承载力的确定 《建筑基桩检测技术规范》(JGJl06—2003)对确定单桩竖向 抗拔极限承载力方法作了如下规定: l)根据上拔量随荷载变化的特征确定:对陡变型U~δ曲线, 取陡升起始点对应的荷载值。 2)根据上拔量随时间变化的特征确定:取δ~lgt曲线斜率 明显变陡或曲线尾部明显弯曲的前一级荷载值。 3)当在某级荷载下抗拔钢筋断裂时,取其前一级荷载值。 另外,当作为验收抽样检测的受检桩在最大上拔荷载作用下, 未出现上述第三条的情况时,可按设计要求判定。 单位工程同一条件下的单桩竖向抗拔承载力特征值应按单桩 竖向抗拔极限承载力统计值的一半取值。 当工程桩不允许带裂缝工作时,取桩身开裂的前一级荷载作 为单桩竖向抗拔承载力特征值,并与按极限荷载一半取值确 定的承载力特征值相比取小值。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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5.2.2 试验装置
1.反力系统 试验反力装置宜采用反力桩(或工程桩)提供支座反力,也可根据现 场情况采用天然地基提供支座反力。反力架系统应具有1.2倍的安全系 数并符合下列规定: 1)采用反力桩(或工程桩)提供支座反力时,反力桩顶面应平整并 具有一定的强度; 2)采用天然地基提供反力时,施加于地基的压应力不宜超过地基 承载力特征值的1.5倍;反力梁的支点重心应与支座中心重合。 2.加荷系统 1)加荷系统一般由千斤顶、油泵、压力表、压力传感器、高压油管、 多通、逆止阀等组成。压力表和压力传感器必须按计量部门的要求,定 期率定方可使用。试验前,需检查压力系统是否有漏油现象,若有,必 须排除。必须保证测量压力的准确与稳定。 2)千斤顶平放于主梁上,当采用2个或2个以上千斤顶加载时,应将 千斤顶并联同步工作,并使千斤顶的上拔合力通过试桩中心。千斤顶上 放置厚铁压板,同时将试桩钢筋焊接在压板上。
单桩竖向抗拔静载试验方法及注意问题分析与探讨

单桩竖向抗拔静载试验方法及注意问题分析与探讨摘要:本文主要对单桩竖向抗拔静载试验方法及注意问题进行分析与探讨,以供同仁参考。
关键词:单桩竖向抗拔;静载试验方法;注意问题一、前言随着我国城市化建设的快速发展,也相应带动了建筑行业的发展,也出现了一大批工程建设项目。
在工程建设期间,建筑基础不仅会遭受地质条件限制,并且还会受到上浮力的影响,对工程建设质量造成极大影响。
单桩竖向抗拔静载试验的目的在于确定单桩竖向抗拔极限承载力,判定竖向抗拔承载力是否满足设计要求。
在具体试验期间,检测人员需要综合考虑钢筋拉力、地基土反力、管桩混凝土填芯长度和钢筋焊接强度等是否满足试验要求,确保单桩竖向抗拔静载试验顺利进行。
二、单桩竖向抗拔静载试验方法(1)仪器设备要求。
试验加载设备采用液压千斤顶。
使用多台千斤顶加载时,应并联同步工作,且应符合下列规定:一是选用的千斤顶规格、型号应一致;二是受检桩的横截面形心应重合千斤顶的合力中心,本次选择压重平台反力装置,应符合 JGJ106-2019《建筑基桩检测技术规范》 (以下简称《建规》 ) 的规定: 三是加载反力装置提供的反力必须大于最大加载值的 1.2倍;四是加载反力装置的构件应满足承载力和变形的要求;五是压重应在检测前一次性加够,牢固均匀放置,对地基产生的压应力不宜超过地基承载力特征值的 1.5 倍;六是有条件时,宜利用工程桩作为堆载支点。
荷载测量可用荷重传感器直接测定。
荷重传感器、压力传感器或压力表的准确度应不小于 0.5 级。
试验采用的油管、压力表、油泵在最大加载时的压力不应超过80%规定工作压力。
(2)仪器设备安装。
一般来讲,单桩竖向承载力试验仪器设备安装应满足:一是直径或边宽大于 500mm 的桩,应在其两个方向对称安置4个位移测试仪表,直径或边宽不大于 500mm 的桩可对称安置2 个位移测试仪表,基准梁应有足够的刚度,其一端应简支,另一端应固定;对暴露在阳光下的基准梁采用遮挡措施;二是沉降测定平面宜设置在桩顶以下 200mm 的位置,测点应固定在桩身上,桩、压重平台支墩边和基准桩之间的中心距离。
桩基检测规范之单桩竖向抗拔静载试验.doc

桩基检测规范之单桩竖向抗拔静载试验桩基检测规范之单桩竖向抗拔静载试验?1、适用范围1.1、本方法适用于检测单柱的竖向抗拔承载力。
1.2、当埋设有桩身应力、应变测量传感器时,或桩端埋设有位移测量杆时,可直接测量桩侧抗拔摩阻力,或桩端上拔量。
1.3、为设计提供依据的试验桩应加载至桩侧土破坏或桩身材料达到设计强度;对工程桩抽样检测时,可按设计要求确定最大加载量。
2、设备仪器及其安装2.1、抗拔桩试验加载装置宜采用油压千斤顶,加载方式应符合本规范第4.2.1、条规定。
2.2、试验反力装置宜采用反力桩提供支座反力,也可根据现场情况采用天然地基提供支座反力。
反力架系统应具有1.2、倍的安全系数并符合下列规定:1、采用反力桩提供支座反力时,反力桩顶面应平整并具有一定的强度。
2、采用天然地基提供反力时,施加于地基的压应力不宜超过地基承载力特征值的1.5、倍;反力梁的支点重心应与支座中心重合。
2.3、荷载测量及其仪器的技术要求应符合本规范第4.2.3、条的规定。
2.4、桩顶上拔量测量及其仪器的技术要求应符合本规范4.2.4、条的有关规定。
注:桩顶上拔量观测点可固定在桩顶面的桩身混凝土上。
2.5、试桩、支座和基准桩之间的中心距离应符合表4.2.5、的规定。
2.6、当需要测试桩侧抗拔摩阻力分布或桩端上拔位移时,桩身内埋设传感器或桩端埋设位移杆应按本规范附录A.执行。
3、现场检测3.1、对混凝土灌注桩、有接头的预制桩,宜在拔桩试验前采用低应变法检测受检桩的桩身完整性。
为设计提供依据的抗拔灌注桩施工时应进行成孔质量检测,发现桩身中、下部位有明显扩径的桩不宜作为抗拔试验桩;对有接头的预制桩,应验算接头强度。
3.2、单桩竖向抗拔静载试验宜采用慢速维持荷载法。
需要时,也可采用多循环加、卸载方法。
慢速维持荷载法的加卸载分级、试验方法及稳定标准应按本规范第4.3.4、条和4.3.6、条有关规定执行,并仔细观察桩身混凝土开裂情况。
3.3、当出现下列情况之一时,可终止加载:1、在某级荷载作用下,桩顶上拔量大于前一级上拔荷载作用下的上拔量5、倍。
浅谈单桩竖向极限承载力估算

浅谈单桩竖向极限承载力估算摘要:重点介绍了原位测试法和经验参数法估算单桩竖向极限承载力的方法。
结合具体工程,按上述两种方法分别计算出选用不同持力层、不同桩径时的单桩竖向承载力极限标准值,以供设计单位参考。
关键词:原位测试法;经验参数法;单桩竖向极限承载力1 前言桩基础是深基础中常用的一种基础形式。
如果建筑场地浅层地基土的工程地质条件不能满足建筑物对地基承载力和地基变形的要求,并且不适宜采用换填垫层法等浅层地基处理方法时,就可以考虑以地下深层坚硬土层作为持力层的桩基础方案了。
在桩基础方案的设计中,单桩承载力的确定具有非常重要的意义。
2 单桩竖向承载力估算方法简介单桩竖向承载力的确定方法一般有以下三种:静载荷试验、原位测试法、经验参数法。
根据设计等级的不同而选用合适的方法,一般情况,仅设计等级为甲级的建筑桩基,其单桩竖向承载力应通过静载荷试验确定。
现如今常见的工民建建筑工程中,乙、丙级建筑较多,且在岩土工程勘察阶段,仅有原位测试和经验参数数据,故本文重点介绍原位测试法和经验参数法确定单桩竖向极限承载力。
2.1 原位测试法按照《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008),根据双桥探头静力触探资料确定混凝土预制桩单桩竖向极限承载力标准值时,对于黏性土、粉土和砂土,如无当地经验时可按下式计算[1]:……式2.1式中—桩身周长(m);—桩穿越第i层土的厚度(m);—第i层土的探头平均侧阻力(kPa);—桩端平面上、下探头阻力,取桩端平面以上4d(d为桩的直径或边长)范围内土层厚度的探头阻力加权平均值(kPa),然后再和桩端平面以下1d范围内的探头阻力进行平均;—桩端面积(m2);—桩端阻力修正系数,对于黏性土、粉土取2/3,饱和砂土取1/2;—第i层土桩侧阻力综合修正系数,黏性土、粉土:= 10.04(fsi)-0.55;砂土: = 5.05(fsi)-0.45。
2.2 经验参数法按照《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008),根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时,宜按下式计算[1]:4 结论①由计算结果可知,当以⑤粉土层作为桩端持力层时,根据原位测试法(双桥静探)计算的单桩竖向极限承载力较根据经验参数法计算的单桩竖向极限承载力偏大;当以⑥粉砂层作为桩端持力层时,根据原位测试法(双桥静探)计算的单桩竖向极限承载力较根据经验参数法计算的单桩竖向极限承载力偏小。
试论单桩竖向抗拔静载试验常见问题及其措施

试论单桩竖向抗拔静载试验常见问题及其措施单桩竖向抗拔静载试验是土木工程中常见的一种试验方法,用于评估桩基础的抗拔性能。
然而,在试验过程中常常会遇到一些问题,本文将从试验前的准备工作、试验过程中的问题及其解决措施、试验后的数据处理等方面进行探讨。
一、试验前的准备工作1. 桩基础设计:在进行单桩竖向抗拔静载试验前,需要进行桩基础设计,确定桩的直径、长度、深度等参数,以及桩基础的承载力和变形特性。
设计时应考虑到地基的物理性质、荷载特征、地质条件等因素,确保设计的桩基础能够满足工程要求。
2. 试验设备准备:试验设备包括试验桩、试验机、传感器等。
试验桩应符合设计要求,试验机应具备足够的载荷能力和控制精度,传感器应具有高精度和稳定性。
在试验前应对设备进行检查和校准,确保其正常运行。
3. 试验方案制定:试验方案应包括试验荷载、试验步骤、试验参数等内容。
试验荷载应根据设计要求确定,试验步骤应按照一定的顺序进行,试验参数应根据试验目的和要求进行选择。
二、试验过程中的问题及其解决措施1. 桩身变形:在试验过程中,桩身可能会发生变形,导致试验数据不准确。
解决措施是在桩身上设置应变计或位移传感器,实时监测桩身变形情况,并及时进行调整。
2. 试验荷载不稳定:试验荷载不稳定会导致试验数据波动较大,影响试验结果的准确性。
解决措施是在试验机上设置合适的控制参数,保证试验荷载的稳定性。
3. 试验过程中出现异常情况:在试验过程中可能会出现一些异常情况,如试验机故障、传感器失灵等。
解决措施是及时停止试验,检查设备并进行维修或更换。
三、试验后的数据处理1. 数据采集和处理:试验过程中采集的数据需要进行处理,包括数据清洗、滤波、拟合等步骤。
数据处理的目的是提取有用信息,得出桩基础的抗拔性能参数。
2. 结果分析和评价:根据试验数据,可以得出桩基础的抗拔性能参数,如桩的极限承载力、桩身的变形特性等。
对这些参数进行分析和评价,可以为后续工程设计提供参考。
单桩竖向承载力国内外计算方法的差异比较

( 第4 4卷)
黑 龙
江 水
利
科
技
NO . 9. 2 01 6
H e i l o n g j i a n g H y d r a u l i c S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y
( T 0 t a l N 0 . 4 4 )
C o n s t r u c t i o n G r o u p , B e r i n g 1 0 0 0 0 , C h i n a )
A b s t r a c t : A c c o r d i n g t o t h e v e r t i c a l b e a r i n g c a p a c i t y c a l c u l a t i o n me t h o d o f s i n l g e p i l e o f t e n u s e d i n
0 前
总之, 国内和国外的计算方法 比较相近 , 但是细 文章主要根据 国内常用的的单桩承载力 的计算 微处 还是 有差 别 , 下 面就对这 两种 方法 分别 比较 。 方法和国外的单桩承载力计算方法进行单桩竖 向承 C P r r法 比较 载力计算 , 并根据两个案例来 比较计算结果 , 对 比国 1 内和国外的承载力计算基本机理 、 参数取值 、 安全 系
单桩竖向承载力计算 , 并根据两个案例来 比较计算结果 , 对 比国内和 国外 系数 的不 同取法 。
关键词 : 单桩承载力 ; 竖向; 计算方法 ; 比较
中图分类号 : T U 4 7 3 . 1 1 文献标识码 : B
Co mp a r i s o n o f Do me s i t c a n d F o r e i g n Ca lc u l a t i o n Me t h o d s o f
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单桩竖向抗拔承载力设计计算规范的对比分析
摘要:通过分析美国标准和中国标准在进行单桩抗拔极限承载力计算时,存在不同之处:抗拔时的桩侧阻力基本上都是基于抗压时的桩侧阻力进行折减得到,美国标准的折减系数一般取2/3~3/4,中国一般取0.5~0.8;美国标准中的安全系数一般取3~5;中国取2。
关键词:极限承载力计算;设计标准;安全系数
1引言
根据我国《建筑桩基技术规范》[1],桩基设计计算的内容主要有:竖向抗压承载力计算、抗拔承载力计算、水平承载力计算、桩基沉降计算以及群桩的设计计算等。
纵观文献[3]、[4]、[5]、[6]等,在桩基设计计算的内容方面,美国标准和中国标准稍有不同。
2 单桩竖向抗拔承载力
单桩竖向抗拔承载力计算时,一般包括单桩单桩抗拔极限承载力和单桩抗拔承载力的安全系数的计算。
1.1单桩抗拔极限承载力
1.1.1中国单桩抗拔极限承载力计算
中国《建筑桩基技术规范》规定,群桩基础及设计等级为丙级的建筑桩基基桩的抗拔极限承载力可按下列规定计算:
群桩呈非整体破坏时,基桩的抗拔极限承载力标准值可按下式计算:
(1)
群桩呈整体破坏时,基桩的抗拔极限承载力标准值可按下式计算:
(2)
式中,:基桩抗拔极限承载力标准值;:桩身周长,对于等直径桩取;:桩侧表面第层土的抗压极限侧阻力标准值,可按经验取值;:抗拔系数,可按经验取值,:桩群外围周长。
1.1.2美国单桩抗拔极限承载力计算
当单桩承受上拔荷载时,桩体相对于桩周土体向上运动,其抗拔承载力主要源于桩侧土体提供的摩擦力及桩端阻力(当为扩底桩时需考虑)。
根据文献[2]及
文献[3],桩体的极限抗拔承载力可按下式估算:
(3)
(4)
(5)
(6)
式中,:极限抗拔承载力;:桩端抗拔面积;:第i个桩体单元的抗拔摩阻力;:桩端部的直径;:桩身直径;:桩身周长;:第i个桩体单元的长度;:桩体承受竖向抗压时的侧摩阻力;:桩体自重。
在抗拔过程中,由于桩周土压力的减小,桩体直径也将有所减小,因此,抗拔时桩土间的摩擦阻力将小于抗压时桩土间的摩擦力,根据美国工程师手册[2],通常取抗压时桩土间摩擦力的2/3来估算抗拔时的桩土间摩擦力。
Foundation Design建议抗拔时的桩土间摩阻力取抗压时桩侧阻力的75%[3]。
而Geotechnical Engineering则根据土层条件考虑单桩抗拔承载力[4]:对粘土中的单桩,其抗拔承载力可按下式计算:
(7)
式中,:抗拔承载力;:桩体自重;:桩侧面积;:粘着系数;:平均不排水抗剪强度。
对砂土中的单桩,建议其桩侧阻力取抗压时桩侧阻力的2/3。
2安全系数的取值
2.1中国单桩抗拔承载力的安全系数
中国《建筑桩基技术规范》规定:承受拔力的桩基,应按下列公式同时验算群桩基础呈整体破坏和呈非整体破坏时基桩的抗拔承载力:
(8)
(9)
式中,:按荷载效应标准组合计算的基桩拔力;:群桩呈整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值,可按式(2)确定;:群桩呈非整体破坏时基桩的抗拔极限承载力标准值,可按式(1)确定;:群桩基础所包围体积的桩土总自重除以总桩数,地下水位以下取浮重度;:基桩自重,地下水位以下取浮重度,对于扩底桩应按表1确定桩、土柱体周长,计算桩、土自重。
由此可见,我国规范在确定基桩的抗拔承载力时,安全系数取为2。
2.2美国单桩抗拔承载力的安全系数
文献【3】一书中认为,较之抗压破坏,桩体的抗拔破坏发生得更加突然,后果更加严重,因此,抗拔时所使用的安全系数应比抗压时的大,一般应取抗压时安全系数的1.5~2.0倍以上,该书中计算单桩允许抗拔承载力时,采用的抗拔安全系数为5。
而文献【4】则将抗拔安全系数统一取为3。
美国规范规定,在运用被许可的分析方法确定抗拔承载力时,安全系数最小应取3。
3 对比分析及结论
(1)对比中美两国标准可知,在进行单桩抗拔极限承载力计算时,两国规范的处理较为相似,抗拔时的桩侧阻力基本上都是基于抗压时的桩侧阻力进行折减得到,美国标准的折减系数一般取2/3~3/4,中国规范中的折减系数一般取0.5~0.8。
在进行扩底桩的抗拔计算时,美国标准一般还考虑了桩端扩大头部分的抗拔阻力,中国规范则未予考虑(只考虑了扩底桩的侧面阻力)。
(2)中美两国标准可知,对确定桩体抗拔承载力时所采用的安全系数,两国标准差异较大。
美国标准中的安全系数一般取3~5;中国规范中的安全系数取2。
(3)建议在类似桩基设计中应优先结合实际工程考虑,选择合理的桩基设计计算方法和参数。
参考文献
[1] 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008);
[2]EM1110-1-1905,Deep Foundations.
[3]Donald P Coduto,Foundation Design:Principles and Practices (2ND Edition).
[4] V.N.S Murthy, Geotechnical Engineering:Principles and Practices of Soil Mechnics and Foundation Engineering.
[5]Shamsher Prakash,Hari D. Sharma Pile foundations in engineering practice.
[6][美]约瑟夫·E·波勒斯,基础工程分析与设计(第五版);。